opgeteld geluid

In een artikel over platenspelers las ik: ‘Muziek, of andere complexe geluiden, bestaan uit een optelling van verschillende geluidsgolven met elk hun eigen frequentie en amplitude.’ Is het inderdaad zo dat de output van de werking tussen naald en groef één golf is? Of is sprake van enkele duizenden onderscheiden golven?

Neem het geluid dat een orkest produceert. Vele instrumenten, klankkleuren, geritsel, gekuch van publiek. Waarschijnlijk gaan er duizenden afzonderlijke geluidsgolven tegelijkertijd door de lucht. Als de output van de naald inderdaad één geluidsgolf is waarin alle geluidsgolven zijn opgeteld, hoe komen dan bij de weergave weer de oorspronkelijke golven tot stand?

Frank van der Schaal

Dit is de oplossing voor onze zoutverslaving

Te veel zout leidt tot hart- en vaatziekten. Kan het onschuldigere broertje van natriumchloride, kaliumchloride, dit probleem oplossen?

Deze vraag is beantwoord in New Scientist van januari 2015

De vele veranderende afzonderlijke frequenties van het geluid tellen in ieder punt van de ruimte op tot één enkele geluidsgolf: één variërende luchtdrukwisseling. Die luchtdrukvariaties verplaatsen zich door de lucht, en we horen ze als geluid.

Ons gehoor en onze hersenen ontleden deze ene geluidsgolf weer in de afzonderlijke frequenties, zodat we afzonderlijke instrumenten en zang kunnen onderscheiden (en gekuch). In zekere zin worden de afzonderlijke geluidsgolven dus gereconstrueerd, maar dan alleen in onze waarneming.

Dit is ook het principe achter de in de natuurwetenschappen gebruikte Fourier-analyse, waarbij signalen in hun afzonderlijke frequentiecomponenten worden gesplitst.

Het optellen van deze afzonderlijke frequentiecomponenten, bijvoorbeeld van geluid, maar ook van elektromagnetische straling zoals licht, levert dan weer het oorspronkelijke signaal op.

Lees ook:

Over de auteur

Bruno van Wayenburg

Bruno is wetenschaps- en techniekjournalist. Hij schrijft over natuurkunde, proefjes, natuurverschijnselen, ruimtevaart, techniek, defensie, en wat zoal nog meer op zijn pad komt.

Reacties
Reacties verbergen

Frank van der Schaal schreef:

29 januari 2015 om 12:33

Dag, bedankt voor opname van mijn vraag over de werking van de platenspeler (‘opgeteld geluid’), en het antwoord, in de NewScientist van februari ’15.

Ik had mijn vraag iets anders geformuleerd dan door u is weergegeven, omdat ik het gegeven antwoord al verwachtte.

Over de Fourier-analyse had ik al gelezen, en ook over het oor en de hersenen die deze analyse toepassen.

Zoals in het antwoord wordt aangegeven, worden alle geluiden van alle instrumenten van een orkest, gekuch etc. opgenomen in één enkele geluidsgolf, één drukwisseling in/van de lucht (per tijdseenheid).

Ik ga er dus vanuit dat alle oorspronkelijke informatie over de samenstellende geluidsgolven, over de afzonderlijke frequentiecomponenten, verloren is gegaan. Toch?

Hoe kan het dan, dat deze oorspronkelijke golven alsnog (‘virtueel’) worden gereconstrueerd?

Het is vergelijkbaar met enkele zandsculpturen, die op elkaar worden geveegd als een grote hoop zand. Daaruit kun je weer ontelbare (andere) zandsculpturen maken. Op basis van welke gegevens kan iemand dan de oorspronkelijke figuren – al dan niet slechts in gedachten – reconstrueren?

Zo ook dus wat betreft tonen die via een (grof) systeem van groef en naald tot ons komen.

M.vr.gr. Frank van der Schaal

Beantwoorden
Jan Ottens schreef:

29 januari 2015 om 12:36

Het door U gegeven antwoord over het opgeteld geluid voldoet niet aan de werkelijkheid! Het gaat uit van het gegeven dat een grammofoonplaat maar één groef heeft. Dat is waar. Maar in die groef bestaan meerdere frequenties tegelijk. Allereerst is er de grondgolf van bijvoorbeeld een instrument. Maar op die golf zijn de frequenties van de andere instrumenten gesuperponeerd en daarop weer de harmonischen. Die geven de klankkleur aan het geluid. Alle frequenties zijn er dus tegelijkertijd want hun gemiddelde waarde blijft!
Als je een meetmicrofoon verbind met een audio spectrum analyser zie je de verschillende tonen of frequenties tegelijk uit een luispreker. Het samenvoegen of optellen zoals U dat noemt gebeurt dus niet in de hersenen. Die analyseren het geluid als afzonderlijk tonen. Daarvoor zorgt het slakkenhuis in de oren.
De naald van een grammofoon maakt dus een complexe beweging waarin tegelijkertijd alle frequenties aanwezig zijn. En hoe beter het weergave element, hoe beter de naald of diamand de groef kon volgen, dus hoe beter de weergave. Dat werd uitgedrukt in de “Compliance” van het element. We zouden dat nu de volgzaamheid van de diamand kunnen noemen.
Geluid en alles dat er mee te maken heeft was een deel van mijn productieve leven en ik bezit een verzameling weergevers van de Phonograaf tot het laatste model tangentiële Pick Up.
In Uw antwoord zou het woord output vervangen moeten worden door het woord resultaat. En er zijn tegelijkertijd luchtdrukvariaties met meerdere frequenties! Dus niet een enkele geluidsgolf! Anders zouden we geen afzonderlijke instrumenten kunnen waarnemen.

Beantwoorden
Bruno van Wayenburg schreef:

29 januari 2015 om 12:44

Frank van der Schaal, u hebt gelijk als u zegt dat ik uw vraag al eindredigerende hergeformuleerd heb, misschien zo dat het een andere vraag geworden is.

Daarom hierbij de oorspronkelijke vraag in uw formulering. Ik hoop zelf binnenkort hierop terug te komen, maar hoop ook dat andere Dat is de Vraag-lezers reageren.

“Muziek, of andere complex geluid, bestaat uit een optelling van verschillende geluidsgolven met elk hun eigen frequentie en amplitude. De groef van een lp veroorzaakt vibraties in de naald waardoor vervolgens gewenste golven worden voortgebracht.”

Over dit onderwerp vraag ik me het volgende af:

Is het inderdaad zo dat de output van de werking tussen naald en groef 1 golf is? Of is sprake van enkele duizenden onderscheiden golven?

Neem als voorbeeld het geluid dat een orkest produceert. Vele instrumenten, klankkleuren, geritsel, gekuch van publiek. Waarschijnlijk gaan er duizenden afzonderlijke geluidsgolven tegelijkertijd door de lucht.

Als de output van naald & groef inderdaad 1 geluidsgolf is, waarin alle oorspronkelijke geluidsgolven zijn opgeteld, hoe komen dan bij de weergave weer de oorspronkelijke golven tot stand, en niet het geluid van bijvoorbeeld iemand die de sprookjes van Grimm voorleest?

Per slot gaat het om een vrij plompe constructie, van 1 naaldpunt, die over een onregelmatig oppervlak hobbelt.

Wat ik me bij dit soort zaken tevens afvraag, ligt er ‘licht’ tussen de theoretische onderbouwing, en het experiment c.q. de toepassing? M.a.w. als de toepassing toevallig halverwege de theorie was (of is …..?) ‘uitgevonden’, was dan verdere uitbouw van de theorie gestaakt – want het blijkt (al) dat het werkt?

Het gaat m.i. om the nitty gritty details.

Frank van der Schaal

Beantwoorden

Beantwoord: Opgeteld geluid

Dit is de oplossing voor onze zoutverslaving

Delen:

Over de auteur

Reacties
Reacties verbergen

Plaats een reactie Reactie annuleren

Subtotaal	€ 0,00
Totaal	€ 0,00

Beantwoord: Opgeteld geluid

Dit is de oplossing voor onze zoutverslaving

Delen:

Over de auteur

Reacties Reacties verbergen

Plaats een reactie Reactie annuleren

Reacties
Reacties verbergen